JP3927128B2 - 光ファイバテープ心線 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバテープ心線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバを複数本備えた光ファイバテープ心線と呼ばれるものがある。このような光ファイバテープ心線は、単心の光ファイバの外周面に紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで被覆層を形成した光ファイバ素線を複数本用い、これらの光ファイバ素線どうしを使用の際に識別するため、各光ファイバ素線の外周面に、着色剤を含有する紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで着色層を形成した光ファイバ着色素線を構成し、これらの光ファイバ着色素線を複数本並列に並べてその全体を、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで形成する一括被覆層によって一体化して構成されるものである。
【０００３】
このように、光ファイバ素線の外周面に着色層を形成した光ファイバ着色素線を複数本並べて一体化した光ファイバテープ心線は、通信線路として使用される際に、光ファイバ着色素線を１本ずつ取り出す単心分離が行われる。すなわち、光ファイバテープ心線は、光ファイバ着色素線から一括被覆層を剥がして光ファイバ着色素線を単心分離することで、通信線路として実際の使用に供されるものである。そのため、光ファイバテープ心線には、単心分離が容易に行えること、つまり、単心分離性が良好であることが求められる。
【０００４】
ところが、例えば、光ファイバ着色素線表面の着色層とその外側の一括被覆層との密着が、光ファイバ素線表面の被覆層とその外側の着色層との密着より強いと、単心分離を行う際に光ファイバ着色素線の表面から着色層が剥がれてしまうことから、このような着色層の剥がれ等の不都合を未然に防止しつつ単心分離を容易に行うため、光ファイバ素線表面の被覆層、着色層および一括被覆層を形成する各紫外線硬化性樹脂組成物の材料物性値について、提案がなされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−９０５８８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２２１６４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の発明者らが研究したところ、光ファイバテープ心線の単心分離性は、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させたときの硬化物表面の硬化性に大きく依存することがわかった。例えば、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化物の表面に、つぎの硬化層となる液体の紫外線硬化性樹脂組成物を塗布する場合、硬化物の表面に未反応の紫外線硬化樹脂成分が残留していると、塗布した液体の紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させるために紫外線を照射したとき、両者の界面で、硬化物表面の未反応の紫外線硬化樹脂成分と、塗布した紫外線硬化性樹脂組成物の紫外線硬化性樹脂とが反応して密着してしまうのである。このような硬化物表面の硬化性に依存する現象は、その硬化物を形成する紫外線硬化性樹脂組成物が着色剤を含有するか否かに拘わらず、形成された硬化物表面の硬化性のみに左右される。そのため、着色層の剥がれを未然に防止しつつ単心分離を容易に行うには、光ファイバ着色素線の着色層表面の硬化性が重要であるとともに、光ファイバ素線の被覆層表面の硬化性との相関条件がとりわけ重要である。
【０００８】
しかしながら、特許文献１および特許文献２はいずれも、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させたときの硬化物表面の硬化性について言及がないため、このような硬化物表面の硬化性に基づく光ファイバテープ心線の単心分離性について論じることができないという問題があった。
【０００９】
また、この発明の発明者らは、硬化物表面の硬化性を示す指標として、水滴を用いた接触角を利用することが有効であることを見出した。特許文献１および特許文献２には、液滴を用いた接触角について記載されている。但し、これらの特許文献が液滴による接触角を用いる理由は、第一の樹脂組成物の硬化物上に第二の樹脂組成物の液滴を配置したときの接触角が所定範囲内の条件を満たすと、第一の樹脂組成物の硬化物表面の微小の凹凸に対しても第二の樹脂組成物が浸透しやすくなり、第二の樹脂組成物をより斑なく均一に塗布できるからであって、硬化物表面の硬化性を示す指標としてではない。
【００１０】
しかも、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化物の表面に、つぎの硬化層となる紫外線硬化性樹脂組成物の液滴を滴下して接触角を測定した場合、その接触角の決め手となるのは、硬化物の表面状態よりもむしろ液滴の粘度・表面張力であり、そのため、仮に、つぎの硬化層となる紫外線硬化性樹脂組成物の液滴を用いて測定した接触角を、硬化物表面の硬化性を示す指標として利用しようとしても、硬化性を正確に反映する指標とはならない。そのうえ、光ファイバに用いる紫外線硬化性樹脂組成物は、着色剤を含有するものを含めて、線材への塗布が高速で行えるように濡れ性が良好に設定されているため、接触角の絶対値が小さいという必然性があり、そのため、仮に、その接触角の変化から硬化物の表面状態の変化を探ろうとしても、接触角の微小な変化を測定しなければならないため硬化物の表面状態の変化を観測しにくい。
【００１１】
さらに、特許文献１および特許文献２では、シート上に紫外線硬化性樹脂組成物を塗布し硬化させた硬化物を用いてその表面状態を評価しているため、この評価をそのまま実際の光ファイバ着色素線に当てはめることはできず、実際の光ファイバ着色素線を用いてその表面状態を評価することは困難であるという問題があった。
【００１２】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、光ファイバ着色素線の着色層表面の硬化性、および光ファイバ素線の被覆層表面の硬化性を定量的に把握して、両者の硬化性の相関条件を的確に設定することで、単心分離性を向上することのできる光ファイバテープ心線を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、光ファイバに紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで被覆層を形成した光ファイバ素線の外周面に、着色剤を含有する紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで着色層を形成した光ファイバ着色素線を複数本並べて、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで形成する一括被覆層によって一体化してなる光ファイバテープ心線において、前記光ファイバ素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、前記光ファイバ着色素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を用いて構成した光ファイバテープ心線である。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記光ファイバ素線の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、前記光ファイバ着色素線の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、前記一括被覆層によって一体化した光ファイバテープ心線である。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記光ファイバ素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して当該光ファイバ素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角αと、前記光ファイバ着色素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して当該光ファイバ着色素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、前記一括被覆層によって一体化した光ファイバテープ心線である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明による光ファイバテープ心線の一実施の形態を示す模式的断面図であり、この光ファイバテープ心線１０は、光ファイバ１１に紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで被覆層１２を形成した光ファイバ素線１３の外周面に、着色剤を含有する紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで着色層１４を形成した光ファイバ着色素線１５を複数本並列に並べて、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで形成する一括被覆層１６によって一体化して構成されるものである。
【００１７】
そして、この光ファイバテープ心線１０は、光ファイバ素線１３の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、光ファイバ着色素線１５の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を用いて構成したものである。
【００１８】
また、光ファイバ素線１３の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、光ファイバ着色素線１５の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、一括被覆層１６によって一体化したものである。
【００１９】
さらに、光ファイバ素線１３の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置してその光ファイバ素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角αと、光ファイバ着色素線１５の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置してその光ファイバ着色素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、一括被覆層１６によって一体化したものである。
【００２０】
図２は、光ファイバ素線１３の状態のもの（これを光ファイバ素線３として表す。）の表面に水滴を配置して接触角を測定するため、光ファイバ素線３の並べ方および接触角の測定方法についての説明図であり、図３は、光ファイバ着色素線１５の状態のもの（これを光ファイバ着色素線５として表す。）の表面に水滴を配置して接触角を測定するため、光ファイバ着色素線５の並べ方および接触角の測定方法についての説明図であり、図４は、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を複数本並べる際の密度に応じて接触角がどのように変化するかを調べた結果を示す表である。
【００２１】
図２〜図４を用いてこの実施の形態を具体的に説明すると、光ファイバ１に液体の紫外線硬化性樹脂組成物２Ｌを塗布し、この光ファイバ１を酸素濃度を調整可能な雰囲気中に置き、酸素濃度および紫外線照射量を調整しながら、紫外線硬化性樹脂組成物２Ｌに紫外線を照射することで、紫外線硬化性樹脂組成物２Ｌを硬化させて硬化物２Ｓすなわち被覆層２を形成し、これによって光ファイバ素線３が構成される（図２（ｂ）（ｃ）参照）。
【００２２】
また、光ファイバ素線３の外周面に、着色剤Ａを含有する液体の紫外線硬化性樹脂組成物４ＡＬを塗布し、この光ファイバ素線３を酸素濃度を調整可能な雰囲気中に置き、酸素濃度および紫外線照射量を調整しながら、着色剤Ａ含有の紫外線硬化性樹脂組成物４ＡＬに紫外線を照射することで、紫外線硬化性樹脂組成物４ＡＬを硬化させて着色剤Ａ含有の硬化物４ＡＳすなわち着色層４を形成し、これによって光ファイバ着色素線５が構成される（図３（ｂ）（ｃ）参照）。
【００２３】
このようにして得られた光ファイバ素線３の表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して接触角αを測定するため、光ファイバ素線３を複数本並べる。同様に、光ファイバ着色素線５の表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して接触角βを測定するため、光ファイバ着色素線５を複数本並べる。このとき、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の直径をｄとし、この光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を長さＬ間にｎ本並べるとすると、その密度ρはρ＝ｎｄ／Ｌとして表すことができる（図２（ａ）、図３（ａ）参照）。この密度ρを変えながら、接触角α，βを測定した結果を図４に示す。
【００２４】
図４に示すように、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を並べる密度ρが下がると、隣り合う光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の相互間に隙間が生じるため、水滴Ｗがその隙間を通り抜けて流れてしまい、接触角α，βが不安定になる。このため、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を並べる密度ρを０．９５以上（ρ≧０．９５）にすると、水滴Ｗの接触角α，βを安定して測定できることがわかる。なお、図４に示す接触角α，βは、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を並べる密度ρとの関係を調べたものであり、接触角α，βの数値そのものにそれ以外の意味はない。
【００２５】
そこで、この結果を基にして、実際には、複数本の光ファイバ素線３を密度０．９５以上（ρ≧０．９５）に緊密に並べる。そして、その表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して接触角αを測定する。同様に、複数本の光ファイバ着色素線５を密度０．９５以上（ρ≧０．９５）に緊密に並べる。そして、その表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して接触角βを測定する。
【００２６】
一般に、水滴Ｗの接触角α、接触角βの測定は平坦な面（平面）で行うものであるが、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を並べた表面のような平坦でない面（違方性がある面）であっても、接触角α、接触角βの測定を行うことは可能である。このとき、水滴Ｗの広がりは、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の長手方向と、これに直交する方向とでは異なるから、そのいずれかの方向に沿った垂直面内で水滴Ｗの接触角α、接触角βを測定することができる。このうち、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の長手方向の方が、これに直交する方向と比べて水滴Ｗの広がりが大きいが、形状の違方性による影響を受けにくいから、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の長手方向に沿った垂直面Ｖ内で水滴Ｗの接触角α、接触角βを測定することが好ましい。さらに詳しくは、水滴Ｗの中央付近にある１本の光ファイバ素線３の中心軸線を通る垂直面Ｖ内で水滴Ｗの接触角αを測定する（図２（ｂ）（ｃ）参照）。同様に、水滴Ｗの中央付近にある１本の光ファイバ着色素線５の中心軸線を通る垂直面Ｖ内で水滴Ｗの接触角βを測定する（図３（ｂ）（ｃ）参照）。このような接触角α、接触角βの測定は、市販されている適宜の接触角計を用いて行うことができる。
【００２７】
図５は、光ファイバ１にさまざまな被覆層２を形成した直径０．２４５ｍｍの複数種類の光ファイバ素線３を、いずれも０．９５以上の密度ρ（ρ≧０．９５）で複数本並べ、その表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して、光ファイバ素線３の長手方向に沿った垂直面Ｖ内で測定した水滴Ｗの接触角α（図２（ｂ）（ｃ）参照）の測定結果を示す表である。
【００２８】
図６は、図５で用いた各光ファイバ素線３の外周面に、酸素濃度を調整可能な雰囲気中で酸素濃度を調整しながら、また、照射量を調整可能な紫外線の照射量を調整しながら、着色剤Ａ含有のさまざまな着色層４を形成した直径０．２５０ｍｍの複数種類の光ファイバ着色素線５を、いずれも０．９５以上の密度ρ（ρ≧０．９５）で複数本並べ、その表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して、光ファイバ着色素線５の長手方向に沿った垂直面Ｖ内で測定した水滴Ｗの接触角β（図３（ｂ）（ｃ）参照）の測定結果を示す表である。また、これらの各光ファイバ着色素線５を光ファイバ着色素線１５として用いて作成（試作）した光ファイバテープ心線１０の単心分離を行って、光ファイバ着色素線１５の着色層１４の剥がれの有無（単心分離性）を観察した結果を示す表である。ここで、単心分離性の評価は、各光ファイバテープ心線１０の５０ｃｍを単心分離し、その作業時に着色層１４の剥がれが生じた部分がある場合を×、着色層１４の剥がれがない場合を〇とした。
【００２９】
一般に、紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物表面の硬化性は、紫外線の照射量と正の相関、酸素濃度と負の相関があるといわれている。
【００３０】
図６に示すように、水滴Ｗの接触角βを見るかぎり、紫外線の照射量との相関および酸素濃度との相関があり、しかも、紫外線の照射量とは正の相関、酸素濃度とは負の相関があるから、紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物（着色層４）表面の硬化性は、水滴による接触角の大きさと相関することになる。すなわち、水滴による接触角βが大きい場合はその着色層４の表面硬化状態が良好である一方、水滴による接触角βが小さい場合はその着色層４の表面硬化状態が不良であることになるから、水滴による接触角βの大小に応じて着色層４の表面硬化状態を評価できることになる。光ファイバ素線３の被覆層２も紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物であるから、同様にして、水滴による接触角αの大小に応じて被覆層２の表面硬化状態を評価できることになる。
【００３１】
紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物表面の硬化性と、水滴による接触角の大きさとに相関がある理由は明らかになっていないが、硬化物表面の硬化状態によってその表面エネルギが変化するためと考えられる。一般に、高エネルギ表面では接触角が小さく、低エネルギ表面では接触角が大きくなることから、硬化物の表面硬化状態が良くなればなるほど、その表面エネルギが低下し、その結果、水滴による接触角が大きくなるものと考えられる。したがって、水滴による接触角の測定値は、紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物（被覆層２、着色層４）表面の硬化性を示す指標として利用できることが明らかである。
【００３２】
そして、図６から明らかなように、水滴による接触角αが５８°の被覆層２を形成した光ファイバ素線３（Ａ）の場合、着色層４表面の水滴による接触角βが６９°以上であると、単心分離性が〇であり、水滴による接触角βが４０°以下であると、単心分離性が×である。また、水滴による接触角αが４８°の被覆層２を形成した光ファイバ素線３（Ｂ）の場合も、着色層４表面の水滴による接触角βが６９°以上であると、単心分離性が〇であり、水滴による接触角βが４０°以下であると、単心分離性が×である。また、水滴による接触角αが３６°の被覆層２を形成した光ファイバ素線３（Ｃ）の場合、着色層４表面の水滴による接触角βが４０°以上であると、単心分離性が〇であり、水滴による接触角βが２０°であると、単心分離性が×である。さらに、水滴による接触角αが３０°の被覆層２を形成した光ファイバ素線３（Ｄ）の場合も、着色層４表面の水滴による接触角βが４０°以上であると、単心分離性が〇であり、水滴による接触角βが２０°であると、単心分離性が×である。
【００３３】
これらの結果から、水滴による接触角α，βがα＜βの条件を満たす被覆層２を形成した光ファイバ素線３を光ファイバ素線１３とし、かつ、着色層４を形成した光ファイバ着色素線５を光ファイバ着色素線１５として構成される光ファイバテープ心線１０は、光ファイバ素線１３の被覆層１２表面の水滴による接触角αに比べて、光ファイバ着色素線１５の着色層１４表面の水滴による接触角βの方が大きい（α＜β）から、被覆層１２の表面の硬化性に比べて、着色層１４の表面の硬化性の方がより良好であり、そのため、光ファイバ着色素線１５の着色層１４とその外側の一括被覆層１６との密着が、光ファイバ素線１３の被覆層１２とその外側の着色層１４との密着より弱いから、単心分離を行う際に光ファイバ着色素線１５の表面から着色層１４が剥がれてしまうことは未然にしかも確実に防止されることとなる。
【００３４】
以上のように構成される各光ファイバテープ心線１０の中から、紫外線照射量が低く、酸素濃度が高くても、硬化物表面の接触角が小さくならない着色剤Ａを含有する紫外線硬化性樹脂組成物４ＡＬを選んで光ファイバ着色素線１５の着色層１４として用いるとともに、紫外線照射量が低く、酸素濃度が高くても、硬化物表面の接触角が小さくならない紫外線硬化性樹脂組成物２Ｌを選んで光ファイバ素線１３の被覆層１２として用いることで、単心分離性が良好な光ファイバテープ心線１０を、簡便に製造することが可能になる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明は以上のように、光ファイバに紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで被覆層を形成した光ファイバ素線の外周面に、着色剤を含有する紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで着色層を形成した光ファイバ着色素線を複数本並べて、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで形成する一括被覆層によって一体化してなる光ファイバテープ心線において、光ファイバ素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、光ファイバ着色素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を用いて光ファイバテープ心線を構成したので、水滴を用いた接触角を測定することによって、光ファイバ着色素線の着色層表面の硬化性、および光ファイバ素線の被覆層表面の硬化性を定量的に把握することができ、これにより、光ファイバ着色素線の着色層表面の硬化性と、光ファイバ素線の被覆層表面の硬化性との相関条件を的確に設定することで、単心分離性を向上することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光ファイバテープ心線の一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図２】光ファイバ素線の並べ方および接触角の測定方法についての説明図である。
【図３】光ファイバ着色素線の並べ方および接触角の測定方法についての説明図である。
【図４】光ファイバ素線、光ファイバ着色素線を複数本並べる際の密度に応じて接触角がどのように変化するかを調べた結果を示す表である。
【図５】光ファイバ素線の接触角αの測定結果を示す表である。
【図６】光ファイバ着色素線の接触角βの測定結果および単心分離性（着色層の剥がれの有無）の観察結果を示す表である。
【符号の説明】
１０ 光ファイバテープ心線
１，１１ 光ファイバ
２，１２ 被覆層
３，１３ 光ファイバ素線
４，１４ 着色層
５，１５ 光ファイバ着色素線
１６ 一括被覆層
Ｗ 水滴
α，β 接触角
ρ 密度
Ｖ 垂直面
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバテープ心線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバを複数本備えた光ファイバテープ心線と呼ばれるものがある。このような光ファイバテープ心線は、単心の光ファイバの外周面に紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで被覆層を形成した光ファイバ素線を複数本用い、これらの光ファイバ素線どうしを使用の際に識別するため、各光ファイバ素線の外周面に、着色剤を含有する紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで着色層を形成した光ファイバ着色素線を構成し、これらの光ファイバ着色素線を複数本並列に並べてその全体を、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで形成する一括被覆層によって一体化して構成されるものである。
【０００３】
このように、光ファイバ素線の外周面に着色層を形成した光ファイバ着色素線を複数本並べて一体化した光ファイバテープ心線は、通信線路として使用される際に、光ファイバ着色素線を１本ずつ取り出す単心分離が行われる。すなわち、光ファイバテープ心線は、光ファイバ着色素線から一括被覆層を剥がして光ファイバ着色素線を単心分離することで、通信線路として実際の使用に供されるものである。そのため、光ファイバテープ心線には、単心分離が容易に行えること、つまり、単心分離性が良好であることが求められる。
【０００４】
ところが、例えば、光ファイバ着色素線表面の着色層とその外側の一括被覆層との密着が、光ファイバ素線表面の被覆層とその外側の着色層との密着より強いと、単心分離を行う際に光ファイバ着色素線の表面から着色層が剥がれてしまうことから、このような着色層の剥がれ等の不都合を未然に防止しつつ単心分離を容易に行うため、光ファイバ素線表面の被覆層、着色層および一括被覆層を形成する各紫外線硬化性樹脂組成物の材料物性値について、提案がなされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−９０５８８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２２１６４７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の発明者らが研究したところ、光ファイバテープ心線の単心分離性は、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させたときの硬化物表面の硬化性に大きく依存することがわかった。例えば、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化物の表面に、つぎの硬化層となる液体の紫外線硬化性樹脂組成物を塗布する場合、硬化物の表面に未反応の紫外線硬化樹脂成分が残留していると、塗布した液体の紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させるために紫外線を照射したとき、両者の界面で、硬化物表面の未反応の紫外線硬化樹脂成分と、塗布した紫外線硬化性樹脂組成物の紫外線硬化性樹脂とが反応して密着してしまうのである。このような硬化物表面の硬化性に依存する現象は、その硬化物を形成する紫外線硬化性樹脂組成物が着色剤を含有するか否かに拘わらず、形成された硬化物表面の硬化性のみに左右される。そのため、着色層の剥がれを未然に防止しつつ単心分離を容易に行うには、光ファイバ着色素線の着色層表面の硬化性が重要であるとともに、光ファイバ素線の被覆層表面の硬化性との相関条件がとりわけ重要である。
【０００８】
しかしながら、特許文献１および特許文献２はいずれも、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させたときの硬化物表面の硬化性について言及がないため、このような硬化物表面の硬化性に基づく光ファイバテープ心線の単心分離性について論じることができないという問題があった。
【０００９】
また、この発明の発明者らは、硬化物表面の硬化性を示す指標として、水滴を用いた接触角を利用することが有効であることを見出した。特許文献１および特許文献２には、液滴を用いた接触角について記載されている。但し、これらの特許文献が液滴による接触角を用いる理由は、第一の樹脂組成物の硬化物上に第二の樹脂組成物の液滴を配置したときの接触角が所定範囲内の条件を満たすと、第一の樹脂組成物の硬化物表面の微小の凹凸に対しても第二の樹脂組成物が浸透しやすくなり、第二の樹脂組成物をより斑なく均一に塗布できるからであって、硬化物表面の硬化性を示す指標としてではない。
【００１０】
しかも、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させた硬化物の表面に、つぎの硬化層となる紫外線硬化性樹脂組成物の液滴を滴下して接触角を測定した場合、その接触角の決め手となるのは、硬化物の表面状態よりもむしろ液滴の粘度・表面張力であり、そのため、仮に、つぎの硬化層となる紫外線硬化性樹脂組成物の液滴を用いて測定した接触角を、硬化物表面の硬化性を示す指標として利用しようとしても、硬化性を正確に反映する指標とはならない。そのうえ、光ファイバに用いる紫外線硬化性樹脂組成物は、着色剤を含有するものを含めて、線材への塗布が高速で行えるように濡れ性が良好に設定されているため、接触角の絶対値が小さいという必然性があり、そのため、仮に、その接触角の変化から硬化物の表面状態の変化を探ろうとしても、接触角の微小な変化を測定しなければならないため硬化物の表面状態の変化を観測しにくい。
【００１１】
さらに、特許文献１および特許文献２では、シート上に紫外線硬化性樹脂組成物を塗布し硬化させた硬化物を用いてその表面状態を評価しているため、この評価をそのまま実際の光ファイバ着色素線に当てはめることはできず、実際の光ファイバ着色素線を用いてその表面状態を評価することは困難であるという問題があった。
【００１２】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、光ファイバ着色素線の着色層表面の硬化性、および光ファイバ素線の被覆層表面の硬化性を定量的に把握して、両者の硬化性の相関条件を的確に設定することで、単心分離性を向上することのできる光ファイバテープ心線を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、光ファイバに紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで被覆層を形成した光ファイバ素線の外周面に、着色剤を含有する紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで着色層を形成した光ファイバ着色素線を複数本並べて、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで形成する一括被覆層によって一体化してなる光ファイバテープ心線において、前記光ファイバ素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、前記光ファイバ着色素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を用いて構成した光ファイバテープ心線である。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記光ファイバ素線の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、前記光ファイバ着色素線の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、前記一括被覆層によって一体化した光ファイバテープ心線である。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記光ファイバ素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して当該光ファイバ素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角αと、前記光ファイバ着色素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して当該光ファイバ着色素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、前記一括被覆層によって一体化した光ファイバテープ心線である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明による光ファイバテープ心線の一実施の形態を示す模式的断面図であり、この光ファイバテープ心線１０は、光ファイバ１１に紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで被覆層１２を形成した光ファイバ素線１３の外周面に、着色剤を含有する紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで着色層１４を形成した光ファイバ着色素線１５を複数本並列に並べて、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで形成する一括被覆層１６によって一体化して構成されるものである。
【００１７】
そして、この光ファイバテープ心線１０は、光ファイバ素線１３の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、光ファイバ着色素線１５の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を用いて構成したものである。
【００１８】
また、光ファイバ素線１３の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、光ファイバ着色素線１５の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、一括被覆層１６によって一体化したものである。
【００１９】
さらに、光ファイバ素線１３の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置してその光ファイバ素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角αと、光ファイバ着色素線１５の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置してその光ファイバ着色素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、一括被覆層１６によって一体化したものである。
【００２０】
図２は、光ファイバ素線１３の状態のもの（これを光ファイバ素線３として表す。）の表面に水滴を配置して接触角を測定するため、光ファイバ素線３の並べ方および接触角の測定方法についての説明図であり、図３は、光ファイバ着色素線１５の状態のもの（これを光ファイバ着色素線５として表す。）の表面に水滴を配置して接触角を測定するため、光ファイバ着色素線５の並べ方および接触角の測定方法についての説明図であり、図４は、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を複数本並べる際の密度に応じて接触角がどのように変化するかを調べた結果を示す表である。
【００２１】
図２〜図４を用いてこの実施の形態を具体的に説明すると、光ファイバ１に液体の紫外線硬化性樹脂組成物２Ｌを塗布し、この光ファイバ１を酸素濃度を調整可能な雰囲気中に置き、酸素濃度および紫外線照射量を調整しながら、紫外線硬化性樹脂組成物２Ｌに紫外線を照射することで、紫外線硬化性樹脂組成物２Ｌを硬化させて硬化物２Ｓすなわち被覆層２を形成し、これによって光ファイバ素線３が構成される（図２（ｂ）（ｃ）参照）。
【００２２】
また、光ファイバ素線３の外周面に、着色剤Ａを含有する液体の紫外線硬化性樹脂組成物４ＡＬを塗布し、この光ファイバ素線３を酸素濃度を調整可能な雰囲気中に置き、酸素濃度および紫外線照射量を調整しながら、着色剤Ａ含有の紫外線硬化性樹脂組成物４ＡＬに紫外線を照射することで、紫外線硬化性樹脂組成物４ＡＬを硬化させて着色剤Ａ含有の硬化物４ＡＳすなわち着色層４を形成し、これによって光ファイバ着色素線５が構成される（図３（ｂ）（ｃ）参照）。
【００２３】
このようにして得られた光ファイバ素線３の表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して接触角αを測定するため、光ファイバ素線３を複数本並べる。同様に、光ファイバ着色素線５の表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して接触角βを測定するため、光ファイバ着色素線５を複数本並べる。このとき、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の直径をｄとし、この光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を長さＬ間にｎ本並べるとすると、その密度ρはρ＝ｎｄ／Ｌとして表すことができる（図２（ａ）、図３（ａ）参照）。この密度ρを変えながら、接触角α，βを測定した結果を図４に示す。
【００２４】
図４に示すように、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を並べる密度ρが下がると、隣り合う光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の相互間に隙間が生じるため、水滴Ｗがその隙間を通り抜けて流れてしまい、接触角α，βが不安定になる。このため、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を並べる密度ρを０．９５以上（ρ≧０．９５）にすると、水滴Ｗの接触角α，βを安定して測定できることがわかる。なお、図４に示す接触角α，βは、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を並べる密度ρとの関係を調べたものであり、接触角α，βの数値そのものにそれ以外の意味はない。
【００２５】
そこで、この結果を基にして、実際には、複数本の光ファイバ素線３を密度０．９５以上（ρ≧０．９５）に緊密に並べる。そして、その表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して接触角αを測定する。同様に、複数本の光ファイバ着色素線５を密度０．９５以上（ρ≧０．９５）に緊密に並べる。そして、その表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して接触角βを測定する。
【００２６】
一般に、水滴Ｗの接触角α、接触角βの測定は平坦な面（平面）で行うものであるが、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５を並べた表面のような平坦でない面（違方性がある面）であっても、接触角α、接触角βの測定を行うことは可能である。このとき、水滴Ｗの広がりは、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の長手方向と、これに直交する方向とでは異なるから、そのいずれかの方向に沿った垂直面内で水滴Ｗの接触角α、接触角βを測定することができる。このうち、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の長手方向の方が、これに直交する方向と比べて水滴Ｗの広がりが大きいが、形状の違方性による影響を受けにくいから、光ファイバ素線３、光ファイバ着色素線５の長手方向に沿った垂直面Ｖ内で水滴Ｗの接触角α、接触角βを測定することが好ましい。さらに詳しくは、水滴Ｗの中央付近にある１本の光ファイバ素線３の中心軸線を通る垂直面Ｖ内で水滴Ｗの接触角αを測定する（図２（ｂ）（ｃ）参照）。同様に、水滴Ｗの中央付近にある１本の光ファイバ着色素線５の中心軸線を通る垂直面Ｖ内で水滴Ｗの接触角βを測定する（図３（ｂ）（ｃ）参照）。このような接触角α、接触角βの測定は、市販されている適宜の接触角計を用いて行うことができる。
【００２７】
図５は、光ファイバ１にさまざまな被覆層２を形成した直径０．２４５ｍｍの複数種類の光ファイバ素線３を、いずれも０．９５以上の密度ρ（ρ≧０．９５）で複数本並べ、その表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して、光ファイバ素線３の長手方向に沿った垂直面Ｖ内で測定した水滴Ｗの接触角α（図２（ｂ）（ｃ）参照）の測定結果を示す表である。
【００２８】
図６は、図５で用いた各光ファイバ素線３の外周面に、酸素濃度を調整可能な雰囲気中で酸素濃度を調整しながら、また、照射量を調整可能な紫外線の照射量を調整しながら、着色剤Ａ含有のさまざまな着色層４を形成した直径０．２５０ｍｍの複数種類の光ファイバ着色素線５を、いずれも０．９５以上の密度ρ（ρ≧０．９５）で複数本並べ、その表面にイオン交換水の水滴Ｗを滴下して、光ファイバ着色素線５の長手方向に沿った垂直面Ｖ内で測定した水滴Ｗの接触角β（図３（ｂ）（ｃ）参照）の測定結果を示す表である。また、これらの各光ファイバ着色素線５を光ファイバ着色素線１５として用いて作成（試作）した光ファイバテープ心線１０の単心分離を行って、光ファイバ着色素線１５の着色層１４の剥がれの有無（単心分離性）を観察した結果を示す表である。ここで、単心分離性の評価は、各光ファイバテープ心線１０の５０ｃｍを単心分離し、その作業時に着色層１４の剥がれが生じた部分がある場合を×、着色層１４の剥がれがない場合を〇とした。
【００２９】
一般に、紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物表面の硬化性は、紫外線の照射量と正の相関、酸素濃度と負の相関があるといわれている。
【００３０】
図６に示すように、水滴Ｗの接触角βを見るかぎり、紫外線の照射量との相関および酸素濃度との相関があり、しかも、紫外線の照射量とは正の相関、酸素濃度とは負の相関があるから、紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物（着色層４）表面の硬化性は、水滴による接触角の大きさと相関することになる。すなわち、水滴による接触角βが大きい場合はその着色層４の表面硬化状態が良好である一方、水滴による接触角βが小さい場合はその着色層４の表面硬化状態が不良であることになるから、水滴による接触角βの大小に応じて着色層４の表面硬化状態を評価できることになる。光ファイバ素線３の被覆層２も紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物であるから、同様にして、水滴による接触角αの大小に応じて被覆層２の表面硬化状態を評価できることになる。
【００３１】
紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物表面の硬化性と、水滴による接触角の大きさとに相関がある理由は明らかになっていないが、硬化物表面の硬化状態によってその表面エネルギが変化するためと考えられる。一般に、高エネルギ表面では接触角が小さく、低エネルギ表面では接触角が大きくなることから、硬化物の表面硬化状態が良くなればなるほど、その表面エネルギが低下し、その結果、水滴による接触角が大きくなるものと考えられる。したがって、水滴による接触角の測定値は、紫外線硬化性樹脂組成物からなる硬化物（被覆層２、着色層４）表面の硬化性を示す指標として利用できることが明らかである。
【００３２】
そして、図６から明らかなように、水滴による接触角αが５８°の被覆層２を形成した光ファイバ素線３（Ａ）の場合、着色層４表面の水滴による接触角βが６９°以上であると、単心分離性が〇であり、水滴による接触角βが４０°以下であると、単心分離性が×である。また、水滴による接触角αが４８°の被覆層２を形成した光ファイバ素線３（Ｂ）の場合も、着色層４表面の水滴による接触角βが６９°以上であると、単心分離性が〇であり、水滴による接触角βが４０°以下であると、単心分離性が×である。また、水滴による接触角αが３６°の被覆層２を形成した光ファイバ素線３（Ｃ）の場合、着色層４表面の水滴による接触角βが４０°以上であると、単心分離性が〇であり、水滴による接触角βが２０°であると、単心分離性が×である。さらに、水滴による接触角αが３０°の被覆層２を形成した光ファイバ素線３（Ｄ）の場合も、着色層４表面の水滴による接触角βが４０°以上であると、単心分離性が〇であり、水滴による接触角βが２０°であると、単心分離性が×である。
【００３３】
これらの結果から、水滴による接触角α，βがα＜βの条件を満たす被覆層２を形成した光ファイバ素線３を光ファイバ素線１３とし、かつ、着色層４を形成した光ファイバ着色素線５を光ファイバ着色素線１５として構成される光ファイバテープ心線１０は、光ファイバ素線１３の被覆層１２表面の水滴による接触角αに比べて、光ファイバ着色素線１５の着色層１４表面の水滴による接触角βの方が大きい（α＜β）から、被覆層１２の表面の硬化性に比べて、着色層１４の表面の硬化性の方がより良好であり、そのため、光ファイバ着色素線１５の着色層１４とその外側の一括被覆層１６との密着が、光ファイバ素線１３の被覆層１２とその外側の着色層１４との密着より弱いから、単心分離を行う際に光ファイバ着色素線１５の表面から着色層１４が剥がれてしまうことは未然にしかも確実に防止されることとなる。
【００３４】
以上のように構成される各光ファイバテープ心線１０の中から、紫外線照射量が低く、酸素濃度が高くても、硬化物表面の接触角が小さくならない着色剤Ａを含有する紫外線硬化性樹脂組成物４ＡＬを選んで光ファイバ着色素線１５の着色層１４として用いるとともに、紫外線照射量が低く、酸素濃度が高くても、硬化物表面の接触角が小さくならない紫外線硬化性樹脂組成物２Ｌを選んで光ファイバ素線１３の被覆層１２として用いることで、単心分離性が良好な光ファイバテープ心線１０を、簡便に製造することが可能になる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明は以上のように、光ファイバに紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで被覆層を形成した光ファイバ素線の外周面に、着色剤を含有する紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで着色層を形成した光ファイバ着色素線を複数本並べて、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで形成する一括被覆層によって一体化してなる光ファイバテープ心線において、光ファイバ素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、光ファイバ着色素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を用いて光ファイバテープ心線を構成したので、水滴を用いた接触角を測定することによって、光ファイバ着色素線の着色層表面の硬化性、および光ファイバ素線の被覆層表面の硬化性を定量的に把握することができ、これにより、光ファイバ着色素線の着色層表面の硬化性と、光ファイバ素線の被覆層表面の硬化性との相関条件を的確に設定することで、単心分離性を向上することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光ファイバテープ心線の一実施の形態を示す模式的断面図である。
【図２】光ファイバ素線の並べ方および接触角の測定方法についての説明図である。
【図３】光ファイバ着色素線の並べ方および接触角の測定方法についての説明図である。
【図４】光ファイバ素線、光ファイバ着色素線を複数本並べる際の密度に応じて接触角がどのように変化するかを調べた結果を示す表である。
【図５】光ファイバ素線の接触角αの測定結果を示す表である。
【図６】光ファイバ着色素線の接触角βの測定結果および単心分離性（着色層の剥がれの有無）の観察結果を示す表である。
【符号の説明】
１０ 光ファイバテープ心線
１，１１ 光ファイバ
２，１２ 被覆層
３，１３ 光ファイバ素線
４，１４ 着色層
５，１５ 光ファイバ着色素線
１６ 一括被覆層
Ｗ 水滴
α，β 接触角
ρ 密度
Ｖ 垂直面
Claims (3)
- 光ファイバに紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで被覆層を形成した光ファイバ素線の外周面に、着色剤を含有する紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで着色層を形成した光ファイバ着色素線を複数本並べて、紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることで形成する一括被覆層によって一体化してなる光ファイバテープ心線において、
前記光ファイバ素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、前記光ファイバ着色素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を用いて構成したことを特徴とする光ファイバテープ心線。 - 前記光ファイバ素線の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角αと、前記光ファイバ着色素線の状態のもの複数本を密度０．９５以上に緊密に並べ、その表面に水滴を配置して測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、前記一括被覆層によって一体化したことを特徴とする請求項１記載の光ファイバテープ心線。
- 前記光ファイバ素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して当該光ファイバ素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角αと、前記光ファイバ着色素線の状態のものを複数本並べ、その表面に水滴を配置して当該光ファイバ着色素線の長手方向に沿った垂直面内で測定した接触角βとが、α＜βの条件を満たす光ファイバ着色素線を複数本並べて、前記一括被覆層によって一体化したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ファイバテープ心線。
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